Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2957

.pdf
Скачиваний:
34
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
2.88 Mб
Скачать

2957

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Путь и строительство железных дорог»

ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИИ

Сборник практических работ для студентов специальности 190701.65 «Организация перевозок и управления на транспорте»

очной и заочной форм обучения

Составители: А.Д. Громов К.Ю. Лукьянов

Самара

2011

1

УДК 528.656.21

Основы геодезии : сборник практических работ для студентов специальности 190701.65 «Организация перевозок и управления на транспорте» очной и заочной форм обучения [текст] / составители : А.Д. Громов К.Ю. Лукьянов. – Самара : СамГУПС, 2011.

– 46 с.

Утверждены на заседании кафедры 7 сентября 2011 г., протокол № 1. Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

В данный сборник вошли практические работы, предусмотренные новой программой дисциплины «Основы геодезии». Выполнение данного цикла практических работ позволит студентам достаточно полно ознакомиться с основными вопросами по изучаемому курсу, полноценно воспринимать полученный материал, принимать грамотные инженерные решения в ходе выполнения расчетно-графической рыботы по геодезии. Практические работы выполняются на учебном полигоне СамГУПС (ул. Литвинова, 332А).

Составители: Александр Дмитриевич Громов Константин Юрьевич Лукьянов

Рецензенты: главный специалист СРО АП ; д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Мосты и транспортные тоннели» СамГУПС В.Г. Рахчеев; к.т.н., доцент, зав. кафедрой «Инженерная геология, основания и фундаменты» СГАСУ А.В. Мальцев

Под редакцией зав. кафедрой Компьютерная верстка: Е.А. Ковалева

Подписано в печать 26.12.2011. Формат 60x90 1/16. Усл. печ. л. 2,88. Тираж 120 экз. Заказ № 329.

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2011

2

Практические занятия по основам геодезии предназначены для приобретения практических навыков в проведении геодезических измерений, в работе с картами при определении элементов планово-высотной основы и ориентирования по картам, в проведении геодезических измерений на полигоне, строительной площадке, а также для ознакомления с методикой обработки данных полевых измерений.

Студенты очного обучения выполняют 9 практических работ, а студенты заочного обучения выполняют практические работы, ориентируясь на практические работы № 1, 6, 8, 9.

Практическая работа № 1

ОПИСАНИЕ ЗАРАМОЧНОГО ОФОРМЛЕНИЯ КАРТ И ИХ КЛАССИФИКАЦИИ

Цель работы: ознакомление с классификацией топографических карт, масштабом, условными знаками, ситуацией, для решения задач общего характера при регулировке движения железнодорожного транспорта.

Место проведения работ: лаборатория инженерной геодезии учебного полигона. Задание выполняется с использованием карты, на которой отмечены участки

железной дороги с достаточно сложным рельефом.

Инструменты и принадлежности:

-карта местности;

-геодезическая линейка;

-геодезический транспортир;

-циркуль-измеритель;

-микрокалькулятор.

Для того чтобы работать с картами разных масштабов они имеют определенное деление которое называется номенклатурой карт.

Зарамочное оформление несет в себе количественную и качественную характеристику изображаемой на карте информации. Количественная информация подписывается: размерность долготы и широты в углах между внутренней и внешней рамками в градусах, минутах и секундах; размерность плоских прямоугольных координат на линиях, параллельных экватору и параллельных осевому меридиану, в километрах; горизонтальное положение задается масштабом, а заложение – надписью «Сплошные горизонтали проведены через … метров». Для ориентирования линий приведен график ориентирования. На нем в градусах, минутах даны значения угла склонения меридианов (γ) и угол склонения магнитной стрелки (δ).

Качественные характеристики информации на картах даны условными знаками, которые приводят справа на поле листа топографической карты. Вверху карты дана ее номенклатура. При работе на карте пометки и надписи делают аккуратно и только карандашом.

Общие теоретические сведения

Карты – уменьшенные и обобщенные изображения на плоскости поверхности Земли или небесных тел, построенные по определенным математическим законам и наглядно показывающие при помощи условных знаков размещение и связи различных предметов и явлений, а также их качественные и количественные характеристики (рис. 1.1).

3

Карты состоят из многих листов, каждый лист ограничен меридианами и параллелями. За основной на территории России принят лист карты масштаба 1:1000000 с размерами по параллели (экватору) 6º, по меридиану 4º. Для быстрого нахождения определенного листа карты создана определенная система обозначения, которая называется номенклатурой карт.

На рис. 1.1 карта имеет обозначения N-Р-32-64-А-b, где N обозначает, что карта расположена в северном полушарии, Р – номер пояса, 32 – номер зоны, 64 – номер листа карты масштаба 100000, А – номер листа масштаба 1:50000 и b – номер листа масштаба

1:25000.

Рис. 1.1. Карта местности

4

Карты подразделяются на астрономические, географические. Географические в свою очередь подразделяются по содержанию на общегеографические и тематические, по назначению – на универсальные (многоцелевого назначения) и специальные.

Наибольшее значение и применение из общегеографических карт имеют топографические.

Карты также делятся по масштабу на мелкомасштабные (1:500 000, 1:1000000), среднемасштабные (1:100 000, 1:200 000) и крупномасштабные (1:50000 и крупнее). Карты должны обладать наглядностью, информативностью и измеримостью. Наглядность и информативность обеспечивается условными знаками и надписями, а измеримость – масштабом.

 

 

 

 

 

Номенклатура листов карты

Таблица 1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Количество

Размеры рамок

Размеры сторон

 

 

 

 

 

Масштабы

 

листов в

километровой сетки

 

Номенклатура листов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на

 

 

карты

 

одном листе

по ширине

по долготе

на карте

 

 

 

 

 

 

 

 

 

карты

 

местности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. В отношении карты масштаба 1:1000 000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:1000 000

 

1

 

 

 

 

N-(1-60)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:500 000

 

4

 

 

 

 

 

 

 

N-37-(А-Г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:300 000

 

9

1° 20'

 

 

 

 

 

 

 

N-37-(I – IX)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:200 000

 

36

40'

5 см

 

10 км

 

 

 

 

 

 

N - 37 – (XXXVI)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:100 000

 

144

20'

30'

2 см

 

2 км

 

 

 

 

 

 

N-37-(1 – 144)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. В отношении карты масштаба 1:100 000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:50 000

 

4

10°

15'

2 см

 

1 км

 

 

 

 

 

N-37-144 –(А-Б-В-Г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т 15''

 

 

 

 

 

 

 

1:25 000

 

16

5'

4 см

 

1 км

 

 

 

 

 

 

 

N-37-144-T- (a-б-в-г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:10 000

 

64

2'30''

3'45''

10 см

 

1 км

 

 

 

 

 

 

 

N-37-144-Г-г-(1-2-3-4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:5 000

 

256

1'15''

Г52,5''

10 см

 

0,5 км

 

 

 

 

 

 

 

N-37-256

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:2 000

 

2304

25''

37,5''

 

 

 

 

 

 

 

 

N-37-144-256 (а - и)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание общегеографических карт передается условными знаками и различными надписями. Знаки передают все сведения, заложенные в содержание карты, точность и подробность изображения (например, знак дерева положен в основу условных знаков леса). Условный знак должен иметь точки или линии, положение которых на карте можно определить с высокой точностью (0,2–0,5 мм). Это может быть геометрический центр условного знака, середина его основания, вершина угла и пр.

Площадные условные знаки применяются для изображения объектов, которые занимают какую-либо площадь, выражающуюся в масштабе карты. Если площадь, занимаемая объектом, не выражается в масштабе карты, то применяют внемасштабные

5

условные знаки. Площадные знаки указывают местоположение объекта (населенный пункт, отдельно стоящие деревья и пр.), дают его характеристику (размеры, форму и качественные признаки). Внемасштабные условные знаки не дают представление о размерах и плановых очертаниях.

Линейные картографические условные знаки применяют для изображения объектов линейного характера. По ширине они внемасштабные. Условные знаки повышают наглядность, информативность, содержательность и измеримость карт. Надписи на картах несут большую смысловую нагрузку. Характер и размеры шрифта служат качественной и количественной характеристиками объектов. Они подразделяются на собственные названия (город) и пояснительные подписи (фабрика, завод ...). Могут быть числовые данные (количество домов, ширина реки ...).

Например, надпись у дерева 0,2/20*5 обозначает, что средний диаметр дерева 0,2 м, высота – 20 м, а количество деревьев на 1м2 – 5. Карты бывают одноцветные или многокрасочные (геологические карты, раскраска океанов, рек, лесных массивов и т. д.).

Масштаб — это степень уменьшения изображения (объекта) на карте (плане) к длине горизонтального проложения соответствующей линии на местности. Масштаб для удобства изображается в виде дроби с числителем единица (1/m) (рис. 1.1; 1.2). Масштаб показывает, сколько сантиметров (знаменатель) на местности соответствует 1 см карты (числитель). Масштаб может выражаться отрезком прямой (линейный масштаб), дробью (численный масштаб, рис. 1.2).

Рис. 1.2. Образцы масштабов карт 1:25000; 1:50000; 1: 100000; 1:200000

Пример (рис. 1.2): масштаб 1/25000 показывает, что 1 см на карте (плане) соответствует горизонтальное проложение в 25000 см; 1/50000 – 1 см соответствует

50000 см и т. д.

Если длину линии на карте обозначить через d, то горизонтальное проложение линии на местности будет равно: l = d × M, где М – знаменатель масштаба.

Например, масштаб 1/М = 1/100000, а d = 6,35 см, тогда l = 6,35×100000=635000 см,

или 6350 м или 6,35 км.

6

Порядок выполнения работы

При выполнении работы студенты должны ответить на вопросы:

1.От какого меридиана начинается отсчет долготы и в какой зоне находится земельный участок, изображенный на карте (по заданию)?

2.Откуда начинается отсчет широты и в каком поясе находится земельный участок, изображенный на карте?

3.Описать номенклатуру карты.

4.Дать расшифровку единицы измерения масштаба и перевести масштаб в метры и километры.

5.Описать график ориентирования и график заложения.

6.Привести величину заложения.

7.Дать фрагмент рельефа и показать направление повышения (понижения)

рельефа.

8.Выполнить описание условных знаков в пределах четырехугольника, отмеченного на карте карандашом и пронумерованного согласно номеру студента в списке группы.

9.Подготовить отчет по практической работе.

Содержание отчета

Заключительным этапом выполнения практической работы является оформление отчета. Оформление отчета включает в себя следующее:

1)оформление титульного листа;

2)описание плана работы;

3)формулировка цели и задач практической работы;

4)подготовка рисунков, схем, таблиц;

5)описание условных знаков и размерностей, приведенных на карте;

6)библиографический список используемой литературы.

Работа выполняется аккуратно. Текст должен быть написан синей пастой разборчиво. Рисунки пронумерованы и подписаны по образцу – Рисунок 1. График ориентирования: γ – угол склонения осевого и истинного меридианов; δ – угол склонения магнитной стрелки.

Чертежи выполняются аккуратно, с использованием чертежных принадлежностей (линеек, лекал и пр.) пастой черного цвета. На чертежах можно использовать цвет, который рекомендуется в условных знаках для карт и планов.

Практическая работа № 2

ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ ЛИНИЙ ПО КАРТЕ

Цель работы: приобретение практических навыков измерения длины линий по топографическим картам и определение погрешности измерений.

Место проведения работы: лаборатория инженерной геодезии учебного полигона.

Инструменты и принадлежности:

-топографическая карта;

-геодезическая линейка;

-поперечный масштаб;

-циркуль-измеритель.

7

Данная работа относится как к разделу «Топографические съемки», так и к разделам «Вынос проекта в натуру», «Нивелирование», «Измерение недоступных расстояний» и другим разделам, которые связаны с необходимостью знать место нахождения движущегося объекта от станции назначения. Особенно эти знания необходимы при работе с линейными сооружений, к которым относится и железная дорога. При планировании строительства железной дороги или любого инженерного сооружения работы начинаются с планов и карт.

По окончании выполнения работы студенты сдают отчет по образцу практической работы №1.

Общие теоретические сведения

Для измерения длины линии по карте циркулем–измерителем измеряют отрезок между заданными пунктами (например, M и N рис. 2.1). Зная масштаб, можно по доле целых делений (сантиметры) и доле малых делений (доли сантиметров) определить длину отрезка. Например, на рис.2.1 длина линии на карте (раствор ножек измерителя) равна 4,5 см. При масштабе 1:25 000 длина линии на местности l = d× m = 4,5× 25 000 = = 112500 см, или 1125 м, или 1,125 км, при масштабе 1:10 000 l = 4,5× 10 000 = 45 000 см,

или 450 м, или 0,45 км.

Рис. 2.1. Измерение длины линии

Чтобы повысить точность измерений пользуются поперечным масштабом (рис. 2.2). Для его построения жесткое основание (обычно металлическая линейка) делят на части, равные одному или двум сантиметрам. Из каждой точки восстанавливают перпендикуляр высотой 3 см, проводят замыкающую горизонтальную линию и делят прямоугольник на 10 равных частей по вертикали. В каждом полученном

8

прямоугольнике проводят диагонали. Таким образом, по горизонтали имеем по 10 делений. По вертикали прямоугольник разделен на 10 частей и диагональю на сотые части. Если масштаб 1:50000, то в 1см – 500 м.

Рис. 2.2. Измерение с помощью поперечного масштаба:

а – при целом числе равном 1; б – при целом числе больше 1 (равно 5)

Для определения расстояния (горизонтального проложения) циркулемизмерителем измеряем расстояние d по карте. Затем одну ножку измерителя ставим на линию 1, 2, 3 … так, чтобы вторая ножка находилась в области поперечного масштаба.

Перемещаем измеритель вверх, следя, чтобы первая ножка не сходила с линии 1: 2 … , до тех пор, пока вторая ножка не попадает в точку пересечения горизонтальной и наклонной линий. Расстояние на плане будет равно:

d = nц× m× M + nг× 0,1m× M + 0, 01× nг × m× M = ( nц × m + nг × 0,1m + nв × 0,01× m)× M,

где M – знаменатель масштаба, n ц – целое число сантиметров на линейке; nг, nв – соответственно число делений на горизонтальной и вертикальной линиях поперечного масштаба.

На рис. 2.2, n ц= 1, nг = 8, nв = 4, масштаб 1:25 000 (в 1см 250 м). Длина линии на

карте

d = 1× 250 + 0,1× 8× 250 + 0,01× 4× 250 = 250 + 200 + 10 =4 60 м.

Если цена деления на линейке не 1, а 2 см тогда цена деления по горизонтали и вертикали поперечного масштаба удваивается. Для нашего примера масштаб 1:25000, (1 см = 250 м), т. е. в двух сантиметрах 500 м. Разделив их на 10, получим 50 м по горизонтали, разделив которые на 10 получим 5 м по вертикали, а расстояние:

9

d = 250× 2 + 0,1× 2× 8× 250 + 0,01× 2× 4× 250 = 500 + 400 + 20 = 920 м.

При большем расстоянии измерения проводятся, как показано на рис. 2.2. При масштабе 1:100 000 (1 см = 1000 м) расстояние на местности равно:

d = 5× 1000 + 0,1× 6× 1000 + 0,01× 4× 1000 = 5000 + 600 + 40 = 5640 м.

Предельной графической точностью масштаба tпр называется горизонтальное расстояние на местности, соответствующее 0,1 мм плана. Это является наибольшей точностью, с которой можно измерить расстояние по карте (плану).

Практическая работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ И ПЛОСКИХ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КООРДИНАТ

Цель работы׃ приобретение практических навыков в получении необходимых данных для построения рабочих планов и чертежей.

Место проведения работы: лаборатория инженерной геодезии учебного полигона.

Инструменты и принадлежности׃

-карта и план учебного полигона;

-геодезическая линейка;

-циркуль-измеритель;

-калькулятор, пятизначные таблицы.

Общие теоретические сведения

Для определения местонахождения точки на плане (карте) необходимо знать ее координаты. Координаты, в зависимости от вида выполняемой работы, делятся на географические (общее название астрономических и геодезических координат) и плоские прямоугольные координаты.

При построении планов, выносе точек в натуру и других работах используют плоские прямоугольные координаты Гаусса – Крюгера, за начало которых принемается точка нулевого меридиана с плоскостью экватора.

Под плоскостью земного экватора понимают плоскость, проходящую через центр Земли перпендикулярно к ее оси вращения; под плоскостью географического (астрономического) меридиана – плоскость, проходящую через отвесную линию и ось вращения Земли или параллельно последней. Линии пересечения плоскостей географических меридианов с поверхностью эллипсоида называются меридианами. Линии, образованные при пересечении плоскостей, проходящих перпендикулярно к оси вращения Земли, с поверхностью эллипсоида, называются параллелями. Нулевым меридианом считается меридиан, проходящий через центр главного зала Гринвичской обсерватории, находящейся в окрестностях Лондона. Гринвичский меридиан принят основным (нулевым) меридианом на научной конференции географов и геодезистов в США в 1884 г.

Сеть меридианов и параллелей, нанесенных определенным образом на поверхность эллипсоида, представляют собой координатные оси географической системы координат. От них определяют широту и долготу.

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]